Universidade Federal de Pernambuco Centro de Ciências da Saúde Departamento de Ciências Farmacêuticas Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas Dissertação de Mestrado Desenvolvimento e caracterização de microcápsulas de alginato/quitosana contendo ácido retinóico e óleo de babaçu FABIANA TOLÊDO VELLOSO Recife, 2008
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Desenvolvimento e caracterização de microcápsulas de ... · 2. Revisão da Literatura 4 2.1 Sistemas de liberação controlada de fármacos 5 2.1.2 Microencapsulação 6 ... incorporadas
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Universidade Federal de Pernambuco Centro de Ciências da Saúde
Departamento de Ciências Farmacêuticas Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Dissertação de Mestrado
Desenvolvimento e caracterização de microcápsulas de alginato/quitosana contendo
ácido retinóico e óleo de babaçu
FABIANA TOLÊDO VELLOSO
Recife, 2008
Universidade Federal de Pernambuco Centro de Ciências da Saúde
Departamento de Ciências Farmacêuticas Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Mestranda Fabiana Tolêdo Velloso
Desenvolvimento e caracterização de microcápsulas de alginato/quitosana contendo
ácido retinóico e óleo de babaçu
Dissertação de mestrado aprovada pelo Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Federal de Pernambuco, como requisito para obtenção do grau de Mestre na linha de pesquisa: Produção e Controle de Medicamentos.
Mestranda: Fabiana Tolêdo Velloso Orientador: Prof. Dr. Davi Pereira de Santana
Dedico este trabalho à minha família que me forneceu tanto suporte emocional quanto
financeiro, a Deus por ter sido sempre tão bondoso comigo e ao meu filho Gabriel que ainda está por nascer, mas que tanto me deu forças para que eu pudesse finalizar esta dissertação.
AGRADECIMENTOS
Embora uma dissertação seja, pela sua finalidade acadêmica, um trabalho individual, há contribuições de natureza diversa que não podem nem devem deixar de ser realçadas. Por essa razão, desejo expressar os meus sinceros agradecimentos:
Aos meus pais por terem sempre me proporcionado a melhor educação possível, por sempre terem sido dedicados, preocupados e atenciosos. Agradeço, de forma muito carinhosa, a atuação de minha mãe no período de construção deste trabalho. Sua paciência infinita e sua crença absoluta na minha capacidade de realização, indubitavelmente, foram elementos propulsores desta dissertação. Às minhas irmãs Roberta e Fernanda pela companhia e lealdade. Uma atenção especial para Roberta que me estendeu a mão, me emprestou o ombro e me aconselhou num dos momentos mais difíceis da minha vida. Ao meu namorado Allan que sempre tentou entender minhas dificuldades e minhas ausências, procurando se aproximar de mim através da própria dissertação, por ele cuidadosamente lida, às vezes digitada. Agradeço-lhe, por me proporcionar a felicidade de poder ser mãe, gerar uma criança linda dentro de mim – Nosso filho Gabriel. Ao meu filho Gabriel que ainda nem chegou nesse mundo, mas que tanto me fortaleceu. À Deus que sempre esteve ao meu lado, segurando na minha mão e me mostrando que se naquele momento não tava dando certo eu não me preocupasse e continuasse seguindo em frente, pois assim, Ele me mostraria que tudo se resolveria num passe de perseverança. A todos os meus familiares principalmente a minha avó Vera e meu avô Géber que sempre me trataram como se eu fosse mais que uma filha. Sempre com palavras certas, gestos carinhosos e muito orgulho da neta! Ao Prof. e Dr. Davi Pereira de Santana por ter aceito a orientação da minha dissertação, por sempre ter sido uma pessoa maravilhosa, dedicada, que me ensinou muitas coisas entre elas a viver mais feliz e sempre lutar pelos meus ideais. Além de um grande mestre é um grande amigo. Agradeço também por todo apoio financeiro. À minha Co-orientadora Profa. e Dra. Nereide Stela Santos Magalhães por ter me aceitado de braços abertos, pelo seu profissionalismo exemplar e por ter me orientado com grande estima. À Profa. e Dra. Ana Amélia Lira que me auxiliou com plena dedicação, consideração, carinho e amizade. À Rafaela Ferraz, aluna de iniciação científica, pelo apoio técnico, dedicação e amizade durante todo o desenvolvimento do projeto.
Aos amigos Farmacêuticos Catarine, Jenayce e Alexandre pela disponibilidade sempre manifestada. À amiga Marianne Lira por ter me inspirado e pelo apoio irrestrito de sempre. À amiga Danielle Di Cavalcanti por sempre estar dispostas a me ajudar sem nunca se importar com o que quer que fosse. Às amigas Analice, Natália, Tatiana, Cris, Mariana, Cris Perez, Kika, Isabela, por todos os nossos almoços, encontros, farras, casamentos, chás de panela, pois eles sempre foram muito saudáveis para desopilar. Nove mulheres fofocando, depois de beber algumas caipiroscas, só saia um monte de besteiras. Ainda bem que vocês fazem parte da minha vida! Nesse grupo de mulheres faltou um homem que infelizmente não está mais aqui com a gente, mas tenho certeza que ele estaria mega feliz em compartilhar esses momentos com a gente. Mesmo ausente continua presente sendo um grande Exemplo de vida – Tiago Haig Toscano! À amiga Adriana Lima pelas palavras de conforto nas horas certas. À amiga Palloma Braga por toda sua irreverência. À toda a Família Tolêdo que não mora aqui em Recife, mas que sempre torceu com todo afeto e energias positivas por mim. À toda a família Velloso principalmente a Ana Maria e Cláudia Velloso que são dois grandes exemplos de mulheres profissionais e dedicadas, as quais sempre me serviram como fonte de inspiração. À família Villela por ser grandiosa em todos os sentidos, por possuir pessoas tão maravilhosas como Marquinhos e Cris. À professora Suzene Izídio, o professor Munfred e a Roberta por terem me ajudado durante o desenvolvimento do projeto. À todo o grupo SLC Catarine, André, Débora, Rafaela, Ellis, Milena, Islene, Valdenice, Isabela pela compreensão, convivência e companheirismo. Ao pessoal do NUDFAC Talita, Júlio, Juliana e Karine. À André Luis por ter me auxiliado e me aconselhado durante as cinéticas de liberação in vitro. À Karina por ter me dado uma direção de como realizar alguns experimentos. Ao pessoal da bioequivalência Danilo Bedor, Eduardo Miranda e Denis pelo auxílio nas análises cromatográficas. Ao pessoal da Farmácia Escola Carlos Drummond de Andrade Karine, Homero, Olívia, Elisson e a todos os outrosfuncionários.
Aos funcionários do LIKA em geral e principalmente a Rafael, por liofilizar minhas amostras, a Sérgio por sempre estar pronto para ajudar e a Vera por sempre ter sido um doce de pessoa. À todos aqueles que colaboraram direta ou indiretamente para realização deste trabalho meus sinceros agradecimentos.
SUMÁRIO
LISTAS DE FIGURAS I
LISTAS DE TABELAS III
RESUMO IV
ABSTRACT V
1. Introdução 1
2. Revisão da Literatura 4
2.1 Sistemas de liberação controlada de fármacos 5
2.1.2 Microencapsulação 6
2.1.3 Polímeros para revestimento de micropartículas 8
2.1.3.1 Quitosana 9
2.1.3.2 Alginato 10
2.1.4 Principais métodos para obtenção das micropartículas de
alginato/quitosana
12
2.1.5 Mecanismo de liberação do ativo microencapsulado 13
2.2 Cinética de liberação in-vitro 13
2.3 Via tópica 15
2.3.1 Anatomia e fisiologia da pele 15
2.3.2 A função barreira da pele 18
2.3.3 Penetração de fármacos através da pele 19
2.3.4 Capacidade de Hidratação da Pele 22
2.3.5 Avaliação da hidratação cutânea 23
2.4. Ácido retinóico 24
2.4.1. Aspectos toxicológicos do ácido retinóico tópico 27
2.4.1.1. A dermatite retinóide 27
2.4.1.2. A absorção sistêmica 28
2.4.2. Estabilidade do ácido retinóico 28
2.4.3 Efeitos do ácido retinóico no envelhecimento cutâneo 30
3. Objetivos 32
3.1 Geral 33
3.2 Específicos 33
4. Artigo I 34
Resumo 35
Abstract 36
1. Introdução 37
2. Materiais e método 39
2.1. Materiais 39
2.2. Obtenção de microcápsulas de alginato e microcápsulas de
alginato/quitosana contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
39
2.3. Caracterização físico-química das microcápsulas de alginato e
alginato/quitosana contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
40
2.3.1. Rendimento das microcápsulas 40
2.3.2. Tamanho e morfologia das microcápsulas 40
2.3.3. Taxa de encapsulação das microcápsulas 40
2.3.4. Estudo de interação entre o ácido retinóico e constituintes das
microcápsulas utilizando espectroscopia em IV com transformada de
Fourier (FTIR)
41
2.4. Estudo de liberação in vitro das microcápsulas de alginato/quitosana
contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
41
2.5. Condições cromatográficas para a quantificação do AR por
cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE)
42
3. Resultados e discussão 43
3.1. Obtenção de microcápsulas de alginato e microcápsulas de
alginato/quitosana contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
43
3.2. Caracterização físico-química de microcápsulas de
alginato/quitosana contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
46
3.2.1. Determinação do rendimento, da taxa de encapsulação,
potencial zeta e tamanho de partículas das microcápsulas de
alginato/quitosana contendo do ácido retinóico e óleo de babaçu
46
3.2.2. Morfologia das microcápsulas 48
3.3.3. Estudo de interação entre o ácido retinóico e constituintes das
microcápsulas de alginato/quitosana contendo do ácido retinóico e
óleo de babaçu utilizando espectroscopia em IV com transformada de
Fourier (FTIR)
50
3.3.4 Estudo do perfil de liberação in vitro do ácido retinóico a partir
de microcápsulas de alginato/quitosana contendo óleo de babaçu 53
Conclusão 55
Referências bibliográficas 56
5. Referências bibliográficas 59
6. Anexos 70
Artigo II 71
Submissão do artigo II à RBCF 72
Resumo 74
Abstract 75
1. Introdução 76
2. Materiais e métodos 78
2.1. Reagentes e materiais 78
2.2. Condições cromatográficas 78
2.3. Validação do método analítico para o ácido retinóico 78
2.3.1. Curva analítica do ácido retinóico 79
2.3.1.1. Linearidade 79
2.3.2. Seletividade 79
2.3.3. Precisão e exatidão 79
2.4. Obtenção das microcápsulas de alginato/quitosana
contendo ácido retinóico e óleo de babaçu
80
2.5. Estudo de liberação in vitro das microcápsulas 80
3. Resultados e discussão 81
3.1. Validação do método analítico para o ácido retinóico 81
3.1.1. Linearidade 81
3.1.2. Precisão e exatidão 85
3.1.3. Seletividade 86
3.2 Aplicação do método validado na avaliação da cinética de
liberação in vitro do ácido retinóico a partir de microcápsulas de
alginato/quitosana incorporadas em gel natrosol®
87
4. Conclusão 88
5. Referências bibliográficas 89
I
LISTA DE FIGURAS
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Figura 1: Microfotografias de micropartículas: microcápsula (a) e microesfera
(b)
8
Figura 2. Fórmula estrutural da quitosana 10
Figura 3. Fórmula estrutural do alginato 11
Figura 4. Figura ilustrativa de uma célula de difusão 14
Figura 5. Fotorafia de uma célula de difusão in vitro (tipo Franz) 14
Figura 6. Representação esquemática da estrutura da pele 16
Figura 7. Representação esquemática da bicamada lipídica do corneócito 17
Figura 8. Representação esquemática dos mecanismos de penetração de
substâncias (vias intercelular e transcelular) através do estrato córneo
20
Figura 9. Representação esquemática dos mecanismos de penetração de
substâncias (via transepidémica e via apêndice) através da pele humana, 1 =
glândula sebácea, 2 = via transepidérmica e 3 = folículo piloso
21
Figura 10. Estrutura química da tretinoína 25
Figura 11. Estrutura química da isotretinoína 25
ARTIGO I
Figura 1. Fotografias de microcápsulas de alginato/quitosana contendo ácido
retinóico a 0,5 % e óleo de babaçu a 30 % (F11)
49
Figura 2. Fotomicrografias de microcápsulas de alginato/quitosana contendo AR
a 0,5 % e cavidade preenchida com óleo de babaçu a 30 % (F11). Microscopia
eletrônica de varredura
49
Figura 3. Espectro comparativo de FTIR do AR (linha contínua), do óleo de
babaçu (linha tracejada) e da mistura física AR e óleo de babaçu 1:1 (p/p). (linha
pontilhada). A = estrutura do AR
51
Figura 4. Espectros FTIR das microcápsulas de alginato/quitosana com AR
(0,5%) (linha contínua) e sem AR (brancas) (linha tracejada) em comparação
com o AR puro (linha pontilhada). A = alginato, B = quitosana
52
II
Figura 5. Perfil de liberação in vitro do ácido retinóico a partir das
microcápsulas de alginato/quitosana contendo óleo de babaçu. As formulações
utilizadas foram as F11 [AR (0,5%) e Q (0,1%)] e F8 [AR (0,5%) e Q (0,05%)]
54
ARTIGO II
Figura 1. Representação do cromatograma do ácido retinóico obtido por CLAE-
UV a 350 nm
83
Figura 2. Cromatogramas da análise de microcápsulas de alginato/quitosana
incorporadas em gel natrosol® sem fármaco (A) e com ácido retinóico disperso
em óleo de babaçu (B)
86
Figura 3. Perfil de liberação in vitro do ácido retinóico a partir das microcápsulas
de alginato/quitosana contendo óleo de babaçu
87
III
LISTA DE TABELAS
REVISÃO DA LITERATURA
Tabela1. Trabalhos recentes sobre microencapsulação de diferentes substâncias
utilizando diferentes métodos
9
ARTIGO I
Tabela 1. Avaliação da influência da porcentagem de óleo babaçu no
rendimento do processo de obtenção das microcápsulas de alginato
44
Tabela 2. Avaliação da influência da presença do AR (0,1%) no rendimento das
microcápsulas de alginato com concentrações variadas de óleo de babaçu
44
Tabela 3. Influência da concentração de AR no rendimento e na taxa de
encapsulação das microcápsulas de alginato contendo óleo de babaçu (30 %)
45
Tabela 4: Apresentação dos resultados dos tamanhos das microcápsulas de
alginato
45
Tabela 5. Valores do rendimento do processo e da taxa de encapsulação das
microcápsulas de alginato/quitosana contendo 2% de alginato e 30% de óleo
47
Tabela 6. Apresentação dos resultados dos tamanhos das microcápsulas 48
ARTIGO II
Tabela I - Dados das curvas analíticas autênticas 82
Tabela II - Valores obtidos na avaliação da precisão e exatidão intra-ensaio 85
Tabela III - Valores obtidos na avaliação da precisão e exatidão inter-ensaio 85
IV
RESUMO O ácido retinóico (AR) tem sido largamente utilizado em formulações dermatológicas para o tratamento de acne, distúrbios de queratinização como psoríase e também em formulações cosméticas com a finalidade de reduzir os efeitos do fotoenvelhecimento, celulite e estrias. Entretanto, apesar de seus efeitos benéficos provoca irritação local manifestada na forma de eritema, queimação, coceira, secura e descamação da pele, além de ser instável na presença de ar e luz e pobremente solúvel na água. Para resolver estes problemas, microcápsulas (MC) de alginato/quitosana contendo AR e óleo de babacu, foram preparadas com o propósito de proteger e promover uma liberação sustentada do AR e o óleo de babaçu foi acrescentado para evitar o ressecamento causado pelo AR. Devido ao alto tempo de retenção encontrado na literatura e a sensibilidade do AR à luz e ao calor na primeira parte deste trabalho um método rápido e sensível para o doseamento do AR em microcápsulas de alginato/quitosana contendo óleo de babaçu dispersas em gel natrosol® foi desenvolvido e validado por cromatografia líquida de alta eficiência associada à espectroscopia UV. Este método foi utilizado para quantificar o AR de forma específica em cinéticas de liberação in vitro. As análises foram realizadas em modo isocrático, comprimento de onda de 350 nm e foi utilizado coluna C18 de fase reversa 150 x 4,6 mm (5µm). A fase móvel foi constituída de metanol e ácido acético 1% (85:15 v/v) e o fluxo foi de 1,8 mL/minuto. A faixa de linearidade do estudo foi de 0,5 a 60 µg/mL (r2 = 0,999). O método validado mostrou-se sensível, específico, exato, preciso, de baixo custo e o tempo de retenção do AR foi de 5,8 ± 0,4 minutos sendo, desta forma, mais rápido do que os relatados na literatura. A segunda parte do trabalho foi desenvolver e caracterizar as MC, estudar a interação fármaco-polímero-óleo e o perfil de liberação in vitro. As MC foram obtidas utilizando a técnica de coacervação complexa, apresentaram forma esférica, diâmetro em torno de 400 µm e taxa de encapsulação afetada pela concentração de AR, quitosana e solvente utilizado. A taxa de encapsulação do AR (0,1 e 0,5%) variou de 8% a 44% para concentrações de quitosana de 0,05 e 0,1%, respectivamente, utilizando etanol como solvente. No entanto, utilizando clorofórmio como solvente, a taxa de encapsulação foi de 78% No estudo de interação fármaco-polímero-óleo, na mistura física óleo-AR, alterações e deslocamentos das bandas nas regiões entre 1310 e 1046 cm-1 foram observadas. A banda 758 cm-1 (estiramento =C-H) presente na mistura física resultou da fusão de várias bandas tanto do AR quanto do óleo de babaçu, indicando, portanto, uma interação e/ou solubilização do fármaco no óleo de babaçu. Os resultados da cinética de liberação in vitro mostraram que aproximadamente 67% do fármaco foi liberado a partir das microcápsulas preparadas com quitosana a 0,05% e em torno de 45% daquelas preparadas com quitosana a 0,1% ao final de 48 h do ensaio. O desenvolvimento das MC mostrou-se simples, rápido e economicamente viável além de utilizar quitosana e alginato que são polímeros biocompatíveis e o óleo de babaçu um componente de interesse econômico do nordeste do país podendo ser, desta forma, uma alternativa para driblar a baixa solubilidade, a foto-instabilidade e a toxicidade do AR. Sendo consideradas boas candidatas para sistemas de liberação sustentada do AR na pele melhorando e deixando mais segura a terapia tópica com o AR. Palavras chave: ácido retinóico, óleo de babaçu, alginato, quitosana, microcápsulas
V
ABSTRACT
Retinoic acid (RA) has been widely used for dermatological applications, such as acne, psoriasis and keratinization disorders. Of particular, retinol has been used for cosmetic formulations to reduce wrinkles and avoid cellulite and striae. However despite many beneficial effects, the topical application of retinoids is limited by poor water solubility, photolability and severe local irritation manifested as mild erythema, peeling, itching, dryness and burning. To solve this problems Alginate coating chitosan microparticles containing RA and babassu oil were prepared with the purpose of protect and provide a sustained release of the RA. The babassu oil was used to reduce transepidermal water loss and reducing some side effects of RA such as peeling and drying. According to high retention time to RA found in the literature and its rapidly degradation under light and high temperate exposure the first part of this study was to develop and validate a rapid and responsive method to quantify the RA in microcapsules of alginate coating by chitosan containing babassu oil dispersed in natrosol® hydrogel using high performance liquid chromatography (HPLC). Furthermore this method was used to quantify in vitro release kinetics of RA from microcapsules. The analyses have been carried through an isocratic HPLC-UV method at 350 nm using a C18 150 x 4,6 mm (5µm) reversed-phase column and a mobile phase constituted of methanol and 1% acetic acid (85:15) at a flow rate of 1.8 mL/min. The linearity range was 0.5-60 µg/mL (r2 = 0.999). The validated HPLC-UV method was responsive, specific, accurate, precise, economic and the RA retention time was 5.8 ± 0.4 minutes, being therefore, faster than that one previously reported. The second part of this study was to develop and characterize the microcapsules, study the drug-polymer-oil interaction and the in vitro drug release profile. Microcapsules were obtained by complex coacervation presented spherical shape, mean diameter of about 400 µm and variable drug loading capacity as a function of polymers, drug concentrations and solvent used. The encapsulation efficience varied from to chitosan concentration from 0,05 and 0,1%, respective using ethanol as a solvent. However using chloroform as a solvent the encapsulation efficiency was 78%. The in vitro drug release profile showed that approximately 67% of RA was released from microcapsules with 0,05% chitosan concentration and 45% of that one prepared with 0,1% of chitosan in a period of 48 hours. The development of microcapsules has showed to be simple, rapid and viable economically. In spite of use chitosan and alginate biocompatible polymers and babassu oil an economical component of northeast of Brazil. The system could be considered a good candidate to drop off the low solubility, sensitivity to light exposure e toxicity of RA and to deliver RA in the skin, improving and making safer the topical therapy with retinoids. Keywords: retinoic acid, babassu oil, alginate, chitosan, microcapsules
compartimento receptor foi preenchido com tampão fosfato pH 7,4 e etanol (70:30) em
um sistema composto de seis células individuais conectados a um banho termostatizado
à 37°C ± 0,5°C sob agitação constante de 100 rpm por um período de 48 hs. As
membranas foram colocadas cuidadosamente entre o compartimento doador e receptor
de forma que ficassem em contato com a solução receptora. Todas as membranas foram
previamente umedecidas (1 hora antes do experimento) com a solução receptora. No
compartimento doador uma amostra de microcápsulas contendo 0,025% do fármaco
incorporadas em 0,4 g gel natrosol® foi colocada sobre a membrana artificial de cada
célula. Em períodos de tempos pré-determinados (1,5; 3; 5; 7; 10; 24; 48 hs) todo o
________________________________________________________________Artigo I
42
líquido do compartimento receptor foi coletado e imediatamente reposto. O ácido
retinóico liberado foi quantificado em cromatografia líquida de alta eficiência.
2.5. Condições cromatográficas para a quantificação do AR por cromatografia
líquida de alta eficiência (CLAE)
As análises cromatográficas de quantificação do ácido retinóico foram efetuadas
em cromatógrafo SPD 10 AVP, equipado com detector UV-VIS operando a 350 nm
com bomba LC-10 ADVP e programa LC-10 (Shimadzu, Kyoto, Japão). A separação
foi realizada em coluna C18 de fase reversa (Gemini®, Phenomenex) 150 x 4,6 mm
(5µm). A fase móvel foi constituída por metanol e ácido acético glacial a 1% (85:15
v/v) com fluxo de 1,8 mL/min e volume de injeção de 20 µL.
________________________________________________________________Artigo I
43
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. Obtenção de microcápsulas de alginato e microcápsulas de alginato/quitosana
contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
O alginato de sódio e a quitosana são polímeros naturais que tem sido bastante
utilizados para a obtenção de micropartículas (MURATA et al., 1993a,b; SEZER;
AKBUGA, 1999a,b; WITTAYA-AREEKUL et al., 2006). A técnica utilizada é
chamada coacervação complexa (WITTAYA-AREEKUL et al., 2006) onde uma
membrana é formada na interface entre as soluções de alginato e quitosana quando a
solução de alginato é gotejada diretamente em uma solução de cloreto de cálcio
misturada com quitosana. A malha polimérica de alginato é formada tanto pela reação
com quitosana quanto pela reação com íons cálcio (WITTAYA-AREEKUL et al.,
2006).
Para se obter uma liberação adequada de fármacos as micropartículas de
quitosana são frequentemente reticuladas através de crosslinking químico com
glutaraldeído (JAMEELA, JAYAKRISHMAN, 1995; BERTHOLD et al., 1996,
GENTA et al., 1997). Entretanto, resíduos desse agente químico nas micropartículas
pode causar irritação nas mucosas e induzir efeitos colaterais indesejáveis. Por outro
lado a quitosana pode formar géis com ânions não tóxicos como o alginato de sódio
através de crosslinking iônico (ANAL, STEVENS, 2005). A rigidez da parede de
micropartículas provoca uma liberação mais controlada o que é bastante importante no
caso dos fármacos que provocam irritação na pele, pois estes promovem a obtenção de
efeitos terapêuticos com a utilização de doses menores e diminuição dos efeitos
colaterais, tornando-o viável clinicamente.
No estudo de pré-formulação foram desenvolvidas microcápsulas de alginato de
sódio (2%) sem o revestimento de quitosana (microcápsulas de alginato) contendo
ácido retinóico disperso em óleo de babaçu através da modificação do método proposto
por WITTAYA-AREEKUL et al. (2006).
No estudo de pré-formulação foi variada a quantidade de óleo de babaçu (20 a
40%) necessária para se obter uma emulsão estável na etapa inicial do processo de
produção das microcápsulas de alginato, com sensorial agradável e com rendimento
elevado. O rendimento do processo, a estabilidade da emulsão (ausência de separação
________________________________________________________________Artigo I
44
de fases por um período de 3 hs) e o aspecto sensorial (espalhabilidade, suavidade de
toque e hidratação da pele) foram avaliados (Tabela 1).
Tabela 1. Avaliação da influência da porcentagem de óleo babaçu no rendimento do
processo de obtenção das microcápsulas de alginato.
Óleo de babaçu (%) Rendimento (%) Sensorial Estabilidade da emulsão
20 79,84 ++ +++
30 77,20 +++ +++
40 75,32 + +++
* Sensorial = espalhabilidade, suavidade no toque e hidratação. ** Estabilidade da emulsão (+) = visualização de separação de fases; (++) = visualização de separação de fases no período de 3 hs; (+++) = ausência de separação de fases;
Dos resultados é possível observar que quanto maior a porcentagem de óleo de
babaçu na formulação (40%) menor é o rendimento (75%). Isso se deve a um aumento
na viscosidade da emulsão inicial implicando em maior perda de material durante o
processo de obtenção das microcápsulas. Apesar da formulação de microcápsulas de
melhor rendimento (~ 80%) ter sido obtida com 20% de óleo, o sensorial das mesmas
não é tão agradável quanto ao das microcápsulas com 30% de óleo de babaçu, as quais
propiciam um toque de maior suavidade e hidratação. A formação da emulsão foi
estável em todas as formulações.
A influência da adição de AR (0,1%) no rendimento das microcápsulas de
alginato contendo óleo de babaçu (20 a 40%) foi avaliada e os resultados estão
apresentados na Tabela 2. A presença do ácido retinóico a 0,1% diminuiu o rendimento
das microcápsulas de alginato que passa de 79% para 75% na formulação com de óleo
de babaçu a 20% e de 75% para 70% na formulação com de óleo de babaçu a 40%
(Tabelas 1 e 2).
Tabela 2. Avaliação da influência da presença do AR (0,1%) no rendimento das
microcápsulas de alginato com concentrações variadas de óleo de babaçu.
Óleo (%) Rendimento (%)
20 75,34
30 74,75
40 70,44
________________________________________________________________Artigo I
45
Da análise dos resultados dessa etapa de pré-formulação, a taxa de óleo de
babaçu foi fixada em 30% a fim de promover rendimento elevado e boa hidratação da
pele na aplicação tópica. Na etapa seguinte, microcápsulas de alginato contendo óleo de
babaçu a 30% foram preparadas com diferentes concentrações de AR (0,1%; 0,25% e
0,5%). O rendimento, a taxa de encapsulação do AR (Tabela 3) e o tamanho médio das
microcápsulas foram determinados (Tabela 4).
Tabela 3. Influência da concentração de AR no rendimento e na taxa de encapsulação
das microcápsulas de alginato contendo óleo de babaçu (30 %).
Formulação AR (%) Rendimento (%) Taxa de encapsulação (%)
F1 0,10 74,75 23,32 ± 0,018
F2 0,25 71,26 26,93 ± 0,065
F3 0,50 74,80 51,67± 0,028
AR solubilizado em etanol
Tabela 4: Apresentação dos resultados dos tamanhos das microcápsulas de alginato.
Formulação d10 d50 d90
F1 111,8 329,5 742,8
F2 108,2 284,7 731,5
F3 106,1 324 766,9
d10 = 10% das microcápsulas apresentam tamanho < que (...) µm; d50 = 50% das microcápsulas apresentam tamanho < que (...) µm;
d90 = 90% das microcápsulas apresentam tamanho < que (...) µm
O rendimento do processo correspondeu a mais de 70% para todas as
formulações. A taxa de encapsulação aumentou com o aumento da quantidade de ácido
retinóico. O aumento na concentração de AR de 0,1% para 0,5% aumentou a taxa de
encapsulação de 23% para 52%, Estes dados estão de acordo com SEZER; AKBUGA
(1999a,b) e ANAL, STEVENS (2005). Eles perceberam que com o aumento da
concentração do fármaco havia um aumento na taxa de encapsulação.
Nas formulações F1, F2, e F3 o tamanho médio das partículas foi de 384, 359 a
387 µm para F1, F2 e F3 respectivamente. Existem muitos trabalhos na literatura onde
esse método é empregado por diferentes grupos para obtenção de micropartículas com
diâmetro menor que 200 µm (WEE; GOMBOTZ; FANSLOW, 1995; BOWERSOCK et
al., 1996; GOMBOTZ; WEE, 1998). O tamanho dessas microcápsulas pode ser ajustado
________________________________________________________________Artigo I
46
mediante o controle da pressão do sistema de extrusão, da velocidade do fluxo da
solução de alginato de sódio que vai ser nebulizado e da distância entre o orifício e a
superfície da solução de cloreto de cácio (GOMBOTZ; WEE, 1998). Embora esses
parâmetros pudessem ser utilizados para obtenção de partículas com uma faixa de
distribuição de tamanho mais estreita, algumas limitações tecnológicas impediram a
otimização do processo.
Fundamentado nos resultados do estudo de pré-formulação, diferentes
formulações de microcápsulas de alginato (2%) revestido pela quitosana (microcápsulas
de alginato/quitosana) contendo ácido retinóico e óleo de babaçu (30%) foram obtidas
variando-se as concentrações do ácido retinóico (0,1; 0,25 e 0,5%), da quitosana (0,05 e
0,1%) e do tipo de solvente utilizado na solubilização do ácido retinóico (etanol,
diclometano e clorofórmio).
3.2. Caracterização físico-química de microcápsulas de alginato/quitosana
contendo ácido retinóico disperso em óleo de babaçu
3.2.1. Determinação do rendimento, da taxa de encapsulação e do tamanho de
partículas das microcápsulas de alginato/quitosana contendo do ácido retinóico e
óleo de babaçu
O rendimento, a taxa de encapsulação do AR (Tabela 5) e o tamanho das
microcápsulas de alginato/quitosana contendo ácido retinóico e óleo de babaçu foram
determinados (Tabela 6).
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47
Tabela 5. Valores do rendimento do processo e da taxa de encapsulação das
microcápsulas de alginato/quitosana contendo 2% de alginato e 30% de óleo.
________________________________________________________________Artigo I
53
3.3.4 Estudo do perfil de liberação in vitro do ácido retinóico a partir de
microcápsulas de alginato/quitosana contendo óleo de babaçu
As microcápsulas de alginato preparadas com diferentes concentrações de
quitosana (0,05% - F8 e 0,1% - F11) foram avaliadas no estudo de liberação in vitro e os
resultados obtidos estão apresentados na Figura 5.
As microcápsulas que utilizaram solução de quitosana mais concentrada
resultaram em um perfil de liberação mais sustentado provavelmente devido ao maior
enrijecimento da parede pela reação de crosslinking mais intensa. Esses resultados estão
de acordo com SEZER; AKBUGA (1999a,b) que verificaram que o aumento da
concentração de quitosana afetou as propriedades das partículas obtidas, resultando em
liberação mais controlada.
Aproximadamente 67% do fármaco foi liberado a partir das microcápsulas
preparadas com quitosana a 0,05% e em torno de 45% daquelas preparadas com
quitosana a 0,1% ao final de 48 h. Uma diferença pode ser observada claramente nos
perfis de liberação das duas formulações a partir de 12 h da cinética. Essa liberação
mais controlada obtida será vantajosa para veiculação do ácido retinóico na pele,
diminuindo, provavelmente a irritação cutânea assim como para obtenção de uma
eficácia terapêutica utilizando doses menores. No entanto, a variação experimental foi
elevada (intersecção dos desvios padrões), sendo necessários estudos mais aprimorados
para aplicação de microcápsulas de alginato/quitosana com cavidade interna de óleo de
babaçu como veículo para o ácido retinóico por via tópica.
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54
Figura 5. Perfil de liberação in vitro do ácido retinóico a partir das microcápsulas de
alginato/quitosana contendo óleo de babaçu. As formulações utilizadas foram as F11
[AR (0,5%) e Q (0,1%)] e F8 [AR (0,5%) e Q (0,05%)].
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55
CONCLUSÃO
A utilização da técnica de coacervação complexa com cloreto de cálcio permitiu
a obtenção de microcápsulas de alginato/quitosana contendo ácido retinóico e óleo de
babaçu, utilizado como promotor de oclusão da pele evitando assim o ressecamento
causado pelo AR na pele. As microcápsulas obtidas no presente estudo são
economicamente viáveis, sendo de fácil e rápida obtenção e utiliza um componente de
interesse econômico do Nordeste do país, o óleo de babaçu. Pela biocompatibilidade,
baixo custo e alta disponibilidade do alginato e quitosana, as microcápsulas
desenvolvidas podem ser boas candidatas para sistema de liberação controlada do AR
na terapia tópica. Esses sistemas serão reavaliados quanto ao perfil de cinética de
liberação in vitro e permeação cutânea do ácido retinóico para uma futura aplicação
tópica.
________________________________________________________________Artigo I
56
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6. Anexos
Artigo II
_______________________________________________________________Artigo II
73
Desenvolvimento e validação de método analítico em CLAE-UV para a
quantificação de ácido retinóico e doseamento em microcápsulas de alginato e
quitosana
Velloso, F. T.1,2, Ferraz, R. S.2, Lira, A. A. M.3, Santana, D. P.1, Santos-Magalhães,
N.S.2*
1Núcleo de Desenvolvimento Farmacêutico e Cosmético, Universidade Federal de
Pernambuco, Recife, Brasil. 2Laboratório de Imunopatologia Keizo-Asami, Universidade Federal de Pernambuco,
Recife, Brasil. 3Laboratório de Desenvolvimento Farmacotécnico, departamento de Fisiologia,
Universidade Federal de Sergipe, São Cristovão, Brasil.
* Autor para correspondência:
Nereide Stela Santos Magalhães
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
Grupo de Sistemas de Liberação Controlada de Medicamentos (SLC)
Laboratório de Imunopatologia Keizo-Asami (LIKA)
Av. Prof. Moraes Rego, 1235, Cidade Universitária,